精品解析：山东省临沂市兰陵县2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试卷

2024级普通高中学科素养水平监测试卷 物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，某次救灾演习中，一架直升飞机在悬停状态下向下投放物资。救灾物资在重力作用下竖直下落，下落中途刮起水平方向的大风，已知水平风力恒定，则下列说法中正确的是（　　） A. 物资的落地时间不受该风力影响 B. 物资的落地时间会因为该风力变长 C. 刮风后物资的轨迹可能是图中a直线 D. 刮风后物资的轨迹可能是图中b曲线 2. 如图所示，八大行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 天王星绕太阳做圆周运动的加速度是不变的 B. 火星和金星在绕太阳运行过程中，火星的角速度更小 C. 土星比地球的公转周期小 D. 在八大行星中，海王星速度是最大，且超过16.7km/s 3. 蒙阴岸堤水库是一座容纳近七亿立方米水的水库，在汛期泄洪时通过水平泄洪口释放多余的存量。形成的水柱如图所示，测出水平管口距落点的竖直高度为h，管口的直径为d，水落点距管口的水平距离为l，重力加速度为g。已知：流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积。下列估算正确的是（　　） A. 流速越大，水从管口到落点的时间越短 B. 流速不同，水柱在空中的轨迹相同 C. 污水离开管口时的速度大小 D. 排出污水的流量 4. 一位游客先后到黑龙江省漠河市和四川省成都市旅游，假设该游客在两地质量相等，下列说法正确的是（　　） A. 所处位置不同，导致游客在两地所受重力前者大于后者 B. 游客在两地随地球自转的周期前者大于后者 C. 游客在两地随地球自转的线速度大小两处相等 D. 游客在两地随地球自转的角速度大小前者小于后者 5. 将湿透的水平雨伞匀速旋转时，水滴离开雨伞在水平方向上做匀速直线运动，运动轨迹与雨伞边缘相切，其示意图如图所示，在1.5s内雨伞旋转了600°，伞的半径约为0.6m。下列说法正确的是（　　） A. 俯视看伞面的旋转方向为顺时针方向 B. P位置飞出的水滴初速度沿1方向 C. 伞面在旋转时的角速度大小为 D. 水滴刚离开伞面的速度大小约为 6. 在排球比赛中，我们能看到这样的情景：运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，若N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的有（　　） A. 排球两次飞行过程中在空中的时间是相同的 B. 排球离开M点的速率是经过Q点的速率的两倍 C. 排球到达P点时的速率和离开P点时的速率相等 D. 排球离开P点的速度和到达N点的速度是相同的 7. 将一可视为质点的小球从倾角为的斜面顶端A点以不同速度水平抛出，第一次落在B点；第二次落在斜面C点，已知，则关于两次小球运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 两次小球在空中的时间之比为 B. 两次小球水平抛出的初速度之比为 C. 两次小球击中斜面时速度与斜面夹角之比为 D. 两次小球远离斜面的最远距离之比为 8. 如图所示，一个圆锥形装置绕竖直中心轴以一定的角速度匀速转动，一质量为的小物块放在装置内壁上，经过一段时间稳定后，小物块随圆锥形装置一起转动且相对内壁静止，它和O点的连线恰好与锥面垂直且长为，且与之间的夹角为，重力加速度大小g取。下列说法正确的是（　　） A. 若匀速转动的角速度为0.5rad/s时，小物块受到的摩擦力大小为，方向沿斜面向上 B. 若匀速转动的角速度为1rad/s时，小物块受到的摩擦力恰好为零 C. 若匀速转动的角速度为2rad/s时，小物块有向上运动的趋势 D. 若匀速转动的角速度为3rad/s时，小物块受到的摩擦力大小为 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 在如图所示的装置中，甲、乙同轴传动，乙、丙通过齿轮连接，A、B、C分别是三个轮边缘上的点，设甲、乙、丙三轮的半径分别是和，且，如果三点的线速度分别为、、，三点的周期分别为、、，向心加速度分别为、、，若甲轮顺时针转动起来且乙、丙间不打滑，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 10. 如图所示，体操运动员用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图所示，运动员运动到最高点时，用力传感器测得运动员与单杠间弹力大小为F，用速度传感器记录他在最高点的速度大小为v，得到F与v的函数关系式为。，则下列说法中正确的是（　　） A. 运动员的质量为70kg B. 运动员的重心到单杠的距离为1m C. 运动员最高点受单杠的弹力方向向上时，速度大小大于3m/s D. 当运动员在最高点的速度为2m/s时，运动员受单杠的弹力方向向上 11. 如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，细绳的一端系着放置于水平面上的木箱A，另一端由人握着以速度v向左匀速移动。经过图示位置时，细绳左端与水平方向的夹角为α，细绳右端与水平方向的夹角为β，则在人向左匀速移动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 木箱以速度v匀速向左运动 B. 木箱向左加速运动 C. 细绳对木箱的拉力有可能等于它的受到的摩擦力 D. 木箱在图示位置时的速度为 12. 如图所示，长为l的绳子下端连着质量为m的小球，上端悬于天花板上，当把绳子拉直时，绳子与竖直方向的夹角为，此时小球静止于固定的光滑水平桌面上。重力加速度为g。当小球以一定的角速度在水平面内做圆锥摆运动时，则桌面对小球的支持力与小球角速度；绳子所受到的弹力与小球角速度二次方的函数图像正确的是（　　） A. B. C D. 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 一兴趣小组在学习了平抛运动后，在小型风洞中进行了“探究平抛运动的特点”实验，用小球做了一个平抛运动实验（小球可视为质点），并用频闪照相机记录了小球做平抛运动的部分轨迹，将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点，A、B和C点的坐标分别为（0，0）、（0.40m，0.20m）和（0.80m，0.60m）。已知频闪照相机的频闪频率为10Hz，则： （1）平抛初速度为______m/s； （2）该小球的加速度为______； （3）小球开始做平抛运动的初始位置坐标为______m，______m。（结果保留两位有效数字） 14. 某同学为了探究做圆周运动的物体所需要的向心力F与其质量m、转动半径r和转动角速度ω之间的关系。 （1）为了探究F与ω的关系，该同学用如图所示接有传感器的向心力实验器来进行实验。力传感器可直接测量向心力的大小F，水平直杆的一端套一个滑块P，另一端固定一个宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D。某次旋转过程中挡光条经过光电门传感器，系统自动记录其挡光时间为Δt，力传感器的示数为F，则角速度ω=______； （2）改变ω，获得多组F、Δt的数据，以F为纵坐标，以______{填“Δt”、“”、“(Δt)2”或“”}为横坐标，在坐标纸中，描点作图得到一条直线，结果发现图线不过原点，该同学多次实验，作出的该图线也不过原点，经检查分析，实验仪器、操作和读数均没有问题，则图线不过原点的主要原因是______。 15. 如图所示，某同学在进行无人机操作训练时让质量为m的无人机，在距水平地面高度为h的水平面内以速率v0绕圆心O做半径为R的匀速圆周运动，O'为圆心O在水平地面上的投影，某时刻该飞机上释放一重物，不计空气对重物的作用力，重力加速度大小为g。求： （1）空气对无人机作用力的大小； （2）重物落地点与O'点的距离。 16. 嫦娥六号月球探测器完成了人类历史上首次月球背面采样，突破了多项关键技术，是我国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果，是我国探月工程的重要里程碑。已知月球半径为R，地心与月球中心之间的距离为r，月球绕地球做圆周运动的公转周期为T1，“嫦娥六号”探测器绕近月轨道做圆周运动的周期为T2，引力常量为G，由以上条件求： （1）地球的质量； （2）月球的密度。 17. 如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，一细绳连接力传感器并固定于轴O上，另一端连接质量的小物块A，物块A上放置一物块B，物块B的质量，物块A与圆盘间的动摩擦因数，物块A与物块B间的动摩擦因数。开始时传感器示数为零，细绳长度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物块均可看为质点。，求： （1）当圆盘角速度为ω1=1rad/s时，求物块A对物块B的摩擦力的大小； （2）当圆盘角速度为ω2=1.6rad/s时，圆盘对物块A的摩擦力的大小； （3）当圆盘角速度为ω3=2.2rad/s时，传感器示数为多大。 18. 如图所示，某人站在一平台上，用手握住长的轻质细绳的一端O，细线的另一端拴一个质量为的小球，O端离地面的高度。现让小球以O端为圆心在竖直平面内做半径为的圆周运动，当小球转到A点时，人突然撒手，经0.4s小球到达最高点，OA与水平方向的夹角，不计空气阻力，。求 （1）人撒手前的瞬间，小球运动到A点时，绳对球拉力的大小； （2）落地点B与A点水平距离BC； （3）改变绳长，使球顺时针运动刚好到达最高点，以速度越过最高点后继续运动到最低点时松开细绳，最低点速度和关系为，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？ 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024级普通高中学科素养水平监测试卷 物理 注意事项： 1、答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2、回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上写在本试卷上无效。 3、考试结束后，将本试卷和答题卡一并上交。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 如图所示，某次救灾演习中，一架直升飞机在悬停状态下向下投放物资。救灾物资在重力作用下竖直下落，下落中途刮起水平方向的大风，已知水平风力恒定，则下列说法中正确的是（　　） A. 物资的落地时间不受该风力影响 B. 物资的落地时间会因为该风力变长 C. 刮风后物资的轨迹可能是图中a直线 D. 刮风后物资的轨迹可能是图中b曲线 【答案】A 【解析】 【详解】AB．因风力沿水平方向，物资在竖直方向受力不变，则物资的落地时间不受该风力影响，选项A正确，B错误； CD．刮风后物资受到向下的重力和水平向右的风力，合力方向斜向右下方，而合力的方向指向轨迹的凹侧，可知ab都不是物资的运动轨迹，选项CD错误。 故选A。 2. 如图所示，八大行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，下列说法中正确的是（　　） A. 天王星绕太阳做圆周运动的加速度是不变的 B. 火星和金星在绕太阳运行过程中，火星的角速度更小 C. 土星比地球的公转周期小 D. 在八大行星中，海王星速度是最大的，且超过16.7km/s 【答案】B 【解析】 【详解】A．加速度是矢量，方向指向圆心，不断改变，故A错误； B．根据万有引力提供向心力有 解得 火星和金星在绕太阳运行过程中，火星的半径更大，角速度更小，故B正确； C．根据开普勒第三定律可知，土星比地球的公转周期大，故C错误； D．根据万有引力提供向心力有 解得 可知海王星速度不是最大的；16.7km/s是第三宇宙速度，海王星绕太阳运动，速度不可能超过16.7km/s，故D错误； 故选B。 3. 蒙阴岸堤水库是一座容纳近七亿立方米水水库，在汛期泄洪时通过水平泄洪口释放多余的存量。形成的水柱如图所示，测出水平管口距落点的竖直高度为h，管口的直径为d，水落点距管口的水平距离为l，重力加速度为g。已知：流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积。下列估算正确的是（　　） A. 流速越大，水从管口到落点的时间越短 B. 流速不同，水柱在空中的轨迹相同 C. 污水离开管口时的速度大小 D. 排出污水的流量 【答案】D 【解析】 【详解】A．污水从管口排出做平抛运动，根据平抛运动规律，有 解得 水从管口到落点的时间与流速无关，故A错误； B．设水流速度为，根据，可求出 则流速不同，水柱在空中的轨迹不相同，故B错误； C．根据， 可解得，故C错误； D．排出污水的流量为，故D正确； 故选D。 4. 一位游客先后到黑龙江省漠河市和四川省成都市旅游，假设该游客在两地质量相等，下列说法正确的是（　　） A. 所处位置不同，导致游客在两地所受重力前者大于后者 B. 游客在两地随地球自转的周期前者大于后者 C. 游客在两地随地球自转线速度大小两处相等 D. 游客在两地随地球自转的角速度大小前者小于后者 【答案】A 【解析】 【详解】A．重力加速度与维度有关，漠河纬度更高，则重力加速度更大，重力更大，故A正确； B．地球自转周期为24小时，与位置无关，故B错误； C．线速度 ，纬度越高，到地轴的距离越小，漠河线速度更小，故C错误； D．地球自转角速度，全球相同，故D错误。 故选A。 5. 将湿透的水平雨伞匀速旋转时，水滴离开雨伞在水平方向上做匀速直线运动，运动轨迹与雨伞边缘相切，其示意图如图所示，在1.5s内雨伞旋转了600°，伞的半径约为0.6m。下列说法正确的是（　　） A. 俯视看伞面的旋转方向为顺时针方向 B. P位置飞出的水滴初速度沿1方向 C. 伞面在旋转时的角速度大小为 D. 水滴刚离开伞面的速度大小约为 【答案】C 【解析】 【详解】AB．水滴离开雨伞时，沿切线方向飞出，由题图水滴飞出后的虚线轨迹可知，P位置飞出的水滴初速度沿2方向，则俯视看伞面的旋转方向为逆时针方向，故AB错误； CD．在1.5s内雨伞旋转了600°，则伞面在旋转时的角速度大小为 则水滴刚离开伞面的速度大小为，故C正确，D错误。 故选C。 6. 在排球比赛中，我们能看到这样的情景：运动员将排球从M点水平击出，排球飞到P点时，被对方运动员击出，球又斜向上飞出后落到M点正下方的N点，若N点与P点等高，轨迹的最高点Q与M等高，不计空气阻力，下列说法正确的有（　　） A. 排球两次飞行过程中在空中的时间是相同的 B. 排球离开M点的速率是经过Q点的速率的两倍 C. 排球到达P点时的速率和离开P点时的速率相等 D. 排球离开P点的速度和到达N点的速度是相同的 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据逆向思维，把排球从P点到Q点看成是从Q点到P点做平抛运动，且Q到N排球做也平抛运动，根据平抛运动规律可得M到P的时间为P到N的一半，故A错误； B．根据平抛运动规律，水平方向有 结合A选项可知 且根据斜抛运动对称性可知 联立以上可知排球离开M点的速率是经过Q点的速率的两倍，故B正确； C．排球到达P点时的速率 排球离开P点时的速率 由于两次在P点竖直方向速度均为 由于两次水平方向速度大小不同，故排球到达P点时的速率和离开P点时的速率不相等，故C错误； D．根据斜抛运动对称性可知排球离开P点的速度和到达N点的速度大小相同，但方向不同，故D错误。 故选B。 7. 将一可视为质点的小球从倾角为的斜面顶端A点以不同速度水平抛出，第一次落在B点；第二次落在斜面C点，已知，则关于两次小球运动情况，下列说法正确的是（　　） A. 两次小球在空中的时间之比为 B. 两次小球水平抛出的初速度之比为 C. 两次小球击中斜面时速度与斜面夹角之比为 D. 两次小球远离斜面的最远距离之比为 【答案】B 【解析】 【详解】AB．已知，根据几何关系可知竖直位移，水平位移 根据，可得小球做平抛运动的时间之比为 根据，可得初速度大小之比为，故A错误，B正确； CD．小球击中斜面时速度与水平方向的夹角 则，所以，故C错误； D．如图所示，将v0、g分解到垂直于斜面与沿斜面方向，离斜面最远的时候，垂直于斜面的分速度减为0，则有 得离斜面最远的距离为 得，故D错误。 故选B。 8. 如图所示，一个圆锥形装置绕竖直中心轴以一定的角速度匀速转动，一质量为的小物块放在装置内壁上，经过一段时间稳定后，小物块随圆锥形装置一起转动且相对内壁静止，它和O点的连线恰好与锥面垂直且长为，且与之间的夹角为，重力加速度大小g取。下列说法正确的是（　　） A. 若匀速转动的角速度为0.5rad/s时，小物块受到的摩擦力大小为，方向沿斜面向上 B. 若匀速转动的角速度为1rad/s时，小物块受到的摩擦力恰好为零 C. 若匀速转动的角速度为2rad/s时，小物块有向上运动的趋势 D. 若匀速转动的角速度为3rad/s时，小物块受到的摩擦力大小为 【答案】D 【解析】 【详解】BC．若物块受摩擦力恰为零，则由牛顿第二定律 解得 可知若匀速转动的角速度为2rad/s时，小物块受摩擦力恰为零；若匀速转动的角速度为1rad/s时，小物块有向下运动的趋势，选项BC错误； A．若匀速转动角速度为0.5rad/s时，小物块受向上的摩擦力，大小为，选项A错误； D．若匀速转动的角速度为3rad/s时，小物块受到的摩擦力方向向下，则大小为，选项D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 在如图所示的装置中，甲、乙同轴传动，乙、丙通过齿轮连接，A、B、C分别是三个轮边缘上的点，设甲、乙、丙三轮的半径分别是和，且，如果三点的线速度分别为、、，三点的周期分别为、、，向心加速度分别为、、，若甲轮顺时针转动起来且乙、丙间不打滑，则下列说法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BC 【解析】 【详解】CD．甲、乙同轴传动，可知甲、乙角速度相等，则A、B两点角速度相等，即 根据可得，，故C正确，D错误； A．乙、丙通过齿轮连接，可知乙、丙边缘处的线速度大小相等，则有 由于，根据可得， 则有，故A错误； D．根据，由于，则有，故B正确。 故选BC。 10. 如图所示，体操运动员用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。如图所示，运动员运动到最高点时，用力传感器测得运动员与单杠间弹力大小为F，用速度传感器记录他在最高点的速度大小为v，得到F与v的函数关系式为。，则下列说法中正确的是（　　） A. 运动员质量为70kg B. 运动员的重心到单杠的距离为1m C. 运动员最高点受单杠的弹力方向向上时，速度大小大于3m/s D. 当运动员在最高点的速度为2m/s时，运动员受单杠的弹力方向向上 【答案】AD 【解析】 【详解】A． 当时， 根据平衡条件 解得 ，A正确； B． 当时， 根据牛顿第二定律得 解得 运动员的重心到单杠的距离为0.9m，B错误； C． 运动员最高点受单杠的弹力方向向上时，速度大小小于3m/s，C错误； D． 当运动员在最高点的速度为2m/s时，运动员受单杠的弹力方向向上，D正确。 故选AD。 11. 如图所示，一根轻质不可伸长的细绳绕过光滑的定滑轮，细绳的一端系着放置于水平面上的木箱A，另一端由人握着以速度v向左匀速移动。经过图示位置时，细绳左端与水平方向的夹角为α，细绳右端与水平方向的夹角为β，则在人向左匀速移动过程中，下列说法正确的是（　　） A. 木箱以速度v匀速向左运动 B. 木箱向左加速运动 C. 细绳对木箱的拉力有可能等于它的受到的摩擦力 D. 木箱在图示位置时的速度为 【答案】BD 【解析】 【详解】ABD．沿着绳的方向速度相等则 解得 在人向左匀速移动过程中，α减小，β增大，cosα增大，cosβ减小，v箱增大，木箱向左加速运动，BD正确，A错误； C．因为木箱向左加速运动 ，所以 细绳对木箱的拉力大于它的受到的摩擦力，C错误。 故选BD。 12. 如图所示，长为l的绳子下端连着质量为m的小球，上端悬于天花板上，当把绳子拉直时，绳子与竖直方向的夹角为，此时小球静止于固定的光滑水平桌面上。重力加速度为g。当小球以一定的角速度在水平面内做圆锥摆运动时，则桌面对小球的支持力与小球角速度；绳子所受到的弹力与小球角速度二次方的函数图像正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】AC 【解析】 【详解】小球离开台面前，在竖直方向 水平方向 整理可得， 小球离开台面时，支持力恰好为零，此时 解得 小球离开台面后，支持力减小为零，设此时绳子与竖直方向的夹角为，则在竖直方向 水平方向 整理可得 综上，当时， 当时， 所以图线，当时，为开口向下的抛物线，时为零；图线为斜率不变的直线。 故选AC 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 一兴趣小组在学习了平抛运动后，在小型风洞中进行了“探究平抛运动的特点”实验，用小球做了一个平抛运动实验（小球可视为质点），并用频闪照相机记录了小球做平抛运动的部分轨迹，将相片放大到实际大小后在水平方向和竖直方向建立平面直角坐标系，A、B、C为小球运动中的3个连续的记录点，A、B和C点的坐标分别为（0，0）、（0.40m，0.20m）和（0.80m，0.60m）。已知频闪照相机的频闪频率为10Hz，则： （1）平抛初速度为______m/s； （2）该小球的加速度为______； （3）小球开始做平抛运动的初始位置坐标为______m，______m。（结果保留两位有效数字） 【答案】（1）4 （2）20 （3） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 已知频闪照相机的频闪频率为10Hz，则有 小球在水平方向上做匀速直线运动，则平抛初速度为 【小问2详解】 竖直方向根据 可得该小球的加速度为 【小问3详解】 [1][2]小球在B点的竖直分速度为 则抛出点到B点的竖直距离为 小球到达B点的时间为 则抛出点到B点的水平距离为 则抛出点的横坐标为 则抛出点的纵坐标为 14. 某同学为了探究做圆周运动的物体所需要的向心力F与其质量m、转动半径r和转动角速度ω之间的关系。 （1）为了探究F与ω的关系，该同学用如图所示接有传感器的向心力实验器来进行实验。力传感器可直接测量向心力的大小F，水平直杆的一端套一个滑块P，另一端固定一个宽度为d的挡光条，挡光条到竖直转轴的距离为D。某次旋转过程中挡光条经过光电门传感器，系统自动记录其挡光时间为Δt，力传感器的示数为F，则角速度ω=______； （2）改变ω，获得多组F、Δt的数据，以F为纵坐标，以______{填“Δt”、“”、“(Δt)2”或“”}为横坐标，在坐标纸中，描点作图得到一条直线，结果发现图线不过原点，该同学多次实验，作出的该图线也不过原点，经检查分析，实验仪器、操作和读数均没有问题，则图线不过原点的主要原因是______。 【答案】（1） （2） ①. ②. 滑块与水平直杆之间存在摩擦力 【解析】 【小问1详解】 根据 ， ，解得 【小问2详解】 [1]根据牛顿第二定律得 ， 解得 以F为纵坐标，以为横坐标，在坐标纸中，描点作图得到一条直线。 [2]作出的该图线也不过原点，经检查分析，实验仪器、操作和读数均没有问题，则图线不过原点的主要原因是：滑块与水平直杆之间存在摩擦力。 15. 如图所示，某同学在进行无人机操作训练时让质量为m的无人机，在距水平地面高度为h的水平面内以速率v0绕圆心O做半径为R的匀速圆周运动，O'为圆心O在水平地面上的投影，某时刻该飞机上释放一重物，不计空气对重物的作用力，重力加速度大小为g。求： （1）空气对无人机作用力的大小； （2）重物落地点与O'点的距离。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 设无人机的作用力F以竖直方向的夹角为α， ， 解得空气对无人机的作用力大小为 【小问2详解】 重物落地的时间，得 重物的水平位移 根据几何关系，重物落地点与O'的距离 解得 16. 嫦娥六号月球探测器完成了人类历史上首次月球背面采样，突破了多项关键技术，是我国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果，是我国探月工程的重要里程碑。已知月球半径为R，地心与月球中心之间的距离为r，月球绕地球做圆周运动的公转周期为T1，“嫦娥六号”探测器绕近月轨道做圆周运动的周期为T2，引力常量为G，由以上条件求： （1）地球的质量； （2）月球的密度。 【答案】（1） （2） 【解析】 【小问1详解】 月球绕地球做匀速圆周运动 解得 【小问2详解】 探测器绕近月轨道做圆周运动 可得月球的质量为 月球的体积为 则月球的密度为 17. 如图所示，有一可绕竖直中心轴转动的水平圆盘，一细绳连接力传感器并固定于轴O上，另一端连接质量的小物块A，物块A上放置一物块B，物块B的质量，物块A与圆盘间的动摩擦因数，物块A与物块B间的动摩擦因数。开始时传感器示数为零，细绳长度，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两物块均可看为质点。，求： （1）当圆盘角速度为ω1=1rad/s时，求物块A对物块B的摩擦力的大小； （2）当圆盘角速度为ω2=1.6rad/s时，圆盘对物块A的摩擦力的大小； （3）当圆盘角速度为ω3=2.2rad/s时，传感器的示数为多大。 【答案】（1）0.5N （2）1.28N （3）0.42N 【解析】 【小问1详解】 设物块B即将发生滑动时的角速度为ω01。根据牛顿第二定律得 解得 当圆盘角速度为ω1=1rad/s时，物块B所受的静摩擦力没有达到最大值。 静摩擦力大小为 【小问2详解】 当圆盘角速度为ω2=1.6rad/s时，物块B已经脱离物块A。 设物块A即将发生滑动时的角速度为ω02，根据牛顿第二定律得 解得 当圆盘角速度为ω2=1.6rad/s时，物块B已经脱离物块A，物块A所受的静摩擦力没有达到最大值，细绳没有拉力。 根据牛顿第二定律得 【小问3详解】 当圆盘角速度为ω3=2.2rad/s时，物块B已经脱离物块A，物块A所受的静摩擦力已经达到最大值，细绳有拉力。 根据牛顿第二定律得 解得 当圆盘角速度为ω3=2.2rad/s时，传感器的示数为0.42N。 18. 如图所示，某人站在一平台上，用手握住长的轻质细绳的一端O，细线的另一端拴一个质量为的小球，O端离地面的高度。现让小球以O端为圆心在竖直平面内做半径为的圆周运动，当小球转到A点时，人突然撒手，经0.4s小球到达最高点，OA与水平方向的夹角，不计空气阻力，。求 （1）人撒手前的瞬间，小球运动到A点时，绳对球拉力的大小； （2）落地点B与A点的水平距离BC； （3）改变绳长，使球顺时针运动刚好到达最高点，以速度越过最高点后继续运动到最低点时松开细绳，最低点速度和的关系为，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？ 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 当小球转到A点时，人突然撒手，经0.4s小球到达最高点，小球做斜抛运动，则有， 解得小球在A点的速度大小为 对A处，根据牛顿第二定律可得 解得绳对球拉力的大小为 【小问2详解】 小球到达最高点时，离地面的高度为， 代入数据解得 从最高点到B点过程做平抛运动，则有 解得 则落地点B与A点的水平距离为 解得 【小问3详解】 改变绳长，使球顺时针运动刚好到达最高点，以速度越过最高点后继续运动到最低点时松开细绳，则有 解得 小球运动到最低点后速度为 解得 小球到达最低后开始做平抛运动，则有， 联立可得 根据基本不等式可知，当 即时，x有最大值。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$